專利名稱：一種射流型洗滌冷卻水均布器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種洗滌冷卻水均布器，特別涉及一種適用于氣流床氣化爐生產(chǎn)煤氣或合成氣裝置中高溫煤氣適度冷卻的洗滌冷卻水均布器。
背景技術(shù)：
以含碳?xì)浠衔餅樵蠚饬鞔矚饣a(chǎn)煤氣的過(guò)程中(如發(fā)明人在中國(guó)專利《多噴嘴對(duì)置式水煤漿和干煤粉氣化爐及其應(yīng)用》專利號(hào)ZL 98110616.1公開的技術(shù))來(lái)自氣化室出口的煤氣不僅溫度高達(dá)1350℃左右，而且含有大量的熔渣。為實(shí)現(xiàn)熔渣凝固、煤氣洗滌冷卻的技術(shù)目標(biāo)，途徑之一是煤氣與洗滌冷卻水接觸。
中國(guó)專利ZL 89101638、ZL 89101054、ZL 89101262、ZL 89109831公開了有關(guān)急冷環(huán)、驟冷環(huán)結(jié)構(gòu)，有關(guān)工廠以專有技術(shù)引進(jìn)了該類結(jié)構(gòu)裝置用于生產(chǎn)，但它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中存在諸多缺陷，例如，急冷環(huán)中因存在氣泡且不穩(wěn)定，導(dǎo)致金屬冷熱頻繁交替引起疲勞而出現(xiàn)裂紋，甚至脫落；導(dǎo)氣管局部裸露于高溫煤氣中，導(dǎo)致燒蝕?？傊鋲勖跀?shù)月到一年，影響生產(chǎn)。因此有關(guān)廠家急需一種長(zhǎng)壽命、高效洗滌冷卻水均布器，以提高氣化裝置的效益與競(jìng)爭(zhēng)能力。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種射流型洗滌冷卻水均布器，其使用壽命可達(dá)數(shù)年以上，以滿足產(chǎn)業(yè)部門的需要。
本實(shí)用新型的構(gòu)思是這樣的所設(shè)計(jì)的均布器，將來(lái)自外置的加壓水源的高壓洗滌冷卻水分成兩路，一路水通過(guò)環(huán)形狹縫形成水幕沿導(dǎo)氣管內(nèi)壁下降，起到保護(hù)導(dǎo)氣管的作用，另一路水則通過(guò)設(shè)置在均布器上的圓形射流孔均布地射入導(dǎo)氣管內(nèi)的高溫?zé)崃黧w中，使剛離開氣化床反應(yīng)器的熱流體的溫度由～1350℃快速下降至800～900℃，這樣從根本上避免導(dǎo)氣管與高溫(～1350℃)熱流體的接觸，大大延長(zhǎng)了均布器與導(dǎo)氣管的壽命。
設(shè)計(jì)人在大量實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了本實(shí)用新型技術(shù)方案，其技術(shù)方案是這樣的所說(shuō)的高效洗滌冷卻水均布器由環(huán)形圓管、引水半圓環(huán)、導(dǎo)氣管延伸段、擋渣環(huán)、進(jìn)水口、環(huán)形狹縫出口、圓形射流孔、定位塊等構(gòu)件組合而成。
所說(shuō)的環(huán)形圓管是將截面為圓的管段加工成為環(huán)形。所說(shuō)的導(dǎo)氣管延伸段是將導(dǎo)氣管沿環(huán)形圓管截面的中心線向上延伸一定高度，將環(huán)形圓管分成兩個(gè)室，即內(nèi)室與外室。所說(shuō)的引水半圓環(huán)為一圓管的一半所圍成的環(huán)，其垂直面與導(dǎo)氣管延伸段內(nèi)圓面固接，在半圓環(huán)上方與下方分別設(shè)有一個(gè)以上的平衡孔。所說(shuō)的進(jìn)水口有多個(gè)，固接于環(huán)形圓管外室并與水平面成45°交角。所說(shuō)的擋渣環(huán)為一環(huán)狀金屬板并水平固接于環(huán)形圓管內(nèi)側(cè)中心線處。
環(huán)形圓管與導(dǎo)氣管之間有一環(huán)形狹縫，洗滌水沿狹縫流出，形成水幕以保護(hù)導(dǎo)氣管不與高溫煤氣直接接觸；環(huán)形圓管周邊還開有一排圓形射流孔，圓形射流孔中心線與導(dǎo)氣管呈45°交角，洗滌冷卻水沿圓形射流孔噴出，射向?qū)夤芸臻g，以增強(qiáng)熱煤氣與洗滌冷卻水之間的均勻接觸，使熱煤氣流適度冷卻。所說(shuō)的適度冷卻是指熱煤氣流由1350℃冷卻到800～900℃。
環(huán)形狹縫出水口設(shè)有4～16個(gè)定位塊，以用來(lái)防止狹縫出水口在高溫下變形。
當(dāng)洗滌冷卻水均布器工作時(shí)，來(lái)自加壓水源的高壓洗滌冷卻水以1～5m/s的速度自進(jìn)水口進(jìn)入環(huán)形圓管外室，由于導(dǎo)氣管延伸段的阻擋，洗滌冷卻水沿導(dǎo)氣管延伸段與環(huán)形圓管之間的間隙流動(dòng)，此時(shí)的速度為1～5m/s；再沿引水半圓環(huán)與環(huán)形圓管間隙向下流動(dòng)，此時(shí)的速度為1～5m/s。洗滌冷卻水出口有兩個(gè)，一個(gè)是沿導(dǎo)氣管與環(huán)形圓管之間的間隙以1～5m/s流出，沿導(dǎo)氣管內(nèi)壁形成水幕，以保護(hù)導(dǎo)氣管的金屬材料。另一個(gè)是沿圓形射流孔噴出，速度為1～5m/s，與導(dǎo)氣管中高溫?zé)崦簹饬餍纬山徊嫔淞?，適度降低煤氣流的溫度和提高冷卻洗滌效率。
洗滌冷卻水的上述流速與均布器結(jié)構(gòu)能將在均布器中產(chǎn)生的氣泡攜帶至出口，防止了由于氣泡的存在引起環(huán)形圓管壁內(nèi)外溫差過(guò)大與波動(dòng)；由于本實(shí)用新型構(gòu)思新穎設(shè)計(jì)比較合理，因此本實(shí)用新型專利所述的洗滌冷卻均布器有較長(zhǎng)的使用壽命。
擋渣環(huán)的功能在于它能攔截一部分灰渣使其遮蓋環(huán)形圓管部分表面，降低環(huán)形圓管金屬內(nèi)外溫度差，同時(shí)可以增加環(huán)形圓管的剛度，從而達(dá)到延長(zhǎng)其使用壽命之目的。
以下將通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型專利作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視示意圖圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)A-A剖面圖圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)C處放大
圖1-進(jìn)水管 2-環(huán)形圓管 3-環(huán)形狹縫出水口 4-圓形射流孔5-擋渣環(huán)6-引水半圓環(huán) 7-平衡孔 8-導(dǎo)氣管延伸段(指插入環(huán)形圓管內(nèi)的那段導(dǎo)氣管)9-連接環(huán)板 10-導(dǎo)氣管11-內(nèi)室 12-外室 13-定位塊由圖2和圖3可見，本實(shí)用新型所說(shuō)的洗滌冷卻水均布器由環(huán)形圓管(2)、引水半圓環(huán)(6)、導(dǎo)氣管延伸段(8)、擋渣環(huán)(5)、進(jìn)水口(1)、定位塊(13)組合而成。所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)與導(dǎo)氣管(10)之間有一環(huán)形狹縫(3)，環(huán)形圓管(2)的內(nèi)室金屬壁上均布開有一排圓形射流孔(4)，其與導(dǎo)氣管壁夾角為45°。所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)內(nèi)室(11)外壁水平位置上設(shè)有擋渣環(huán)(5)。所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)外室(12)與進(jìn)水口(1)固接，進(jìn)水口與水平面成45°角。所說(shuō)的引水半圓環(huán)(6)橫截面與環(huán)形圓管(2)橫截面圓心重合，引水半圓環(huán)(6)固接于導(dǎo)氣管延伸段(8)的內(nèi)側(cè)面上，引水半圓環(huán)(6)上下側(cè)分別開有平衡孔(7)，上側(cè)平衡孔與導(dǎo)氣管夾角為15°，下側(cè)平衡孔盡量靠近導(dǎo)氣管。
洗滌冷卻水自進(jìn)水口(1)進(jìn)入環(huán)形圓管外室(12)，沿導(dǎo)氣管延伸段(8)上端部與環(huán)形圓管(2)之間的間隙進(jìn)入環(huán)形圓管(2)的內(nèi)室(11)，所說(shuō)的內(nèi)室(11)實(shí)際上是由環(huán)形圓管(2)和引水半圓環(huán)(6)構(gòu)成的環(huán)室，然后通過(guò)射流孔(4)及環(huán)形狹縫出水口(3)分別流出均布器，流出的速度為1～5m/s。整個(gè)均布器通過(guò)連接環(huán)板(9)與氣化爐底部相固接。
由于洗滌冷卻水在內(nèi)室(11)中自上而下將氣泡裹攜帶出洗滌冷卻水均布器，可減小金屬壁內(nèi)外溫差與波動(dòng)；設(shè)置擋渣環(huán)(5)，使洗滌冷卻水均布器內(nèi)室(11)上側(cè)外壁為灰渣遮蔽，減小了金屬壁的內(nèi)外溫差，同時(shí)增加了環(huán)形圓管(2)的剛度，有利于減少變形；由于洗滌冷卻水以較大速度通過(guò)環(huán)形圓管(2)與引水半圓環(huán)(6)之間形成的間隙，傳熱效果好，使金屬處于較低溫度工作，也有利于延長(zhǎng)壽命；由于均布器為環(huán)形圓管，應(yīng)力均勻，也有利于延長(zhǎng)工作壽命。定位塊(13)可以防止環(huán)形狹縫在高溫下扭曲變形。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容實(shí)施例1一個(gè)日處理1000噸煤的氣化爐，出氣化室經(jīng)洗滌冷卻水均布器進(jìn)入導(dǎo)氣管內(nèi)煤氣流壓力為4.0MPa，溫度為1320℃，氣量是17383m3/h，洗滌冷卻水量為243m3/h。環(huán)形圓管橫截面的尺寸外徑為114×6mm，引水半圓環(huán)橫截面外徑為70×4mm，開在環(huán)形圓管上的射流孔直徑為φ8mm，共100個(gè)，均布排列在環(huán)形圓管上；環(huán)形狹縫為7mm，進(jìn)水口管徑為70×4mm，擋渣環(huán)截面尺寸為12×12mm，水的出口速度為2.38m/s。定位塊的尺寸為6.8×6.8mm，共16個(gè)，均布排列并固接在環(huán)形狹縫出水口中。熱煤氣流通過(guò)本裝置后溫度可降至800～900℃，然后沿導(dǎo)氣管下降，經(jīng)繼續(xù)冷卻洗滌，最終達(dá)到飽和溫度，排出氣化爐。
由上可見本實(shí)用新型具有顯著優(yōu)點(diǎn)，由于導(dǎo)氣管延伸段的存在，使洗滌冷卻水由外室沿環(huán)形圓管與導(dǎo)氣管延伸段最高處的間隙進(jìn)入內(nèi)室，洗滌冷卻水可以攜帶氣泡流出均布器，或者說(shuō)均布器中的氣泡停留時(shí)間極短，從而有效地減小了環(huán)形圓管金屬壁內(nèi)外溫差及其波動(dòng)，從一個(gè)側(cè)面延伸長(zhǎng)了均布器的壽命；由于洗滌水均布器截面為圓形，應(yīng)力分布均勻，從而有利于延長(zhǎng)使用壽命；由于設(shè)置了擋渣環(huán)，部分灰渣遮蔽在環(huán)形圓管內(nèi)室表面上，減小了金屬壁內(nèi)外溫差，以及擋渣環(huán)設(shè)置提高了環(huán)形圓管的剛度，均有利于延長(zhǎng)壽命；由于環(huán)形圓管內(nèi)室下方有一部分洗滌冷卻水自圓形射流孔噴出，與煤氣形成交叉射流，適度降低了高溫煤氣流的溫度和提高了冷卻洗滌效率，再加部分冷卻水自環(huán)形狹縫中流出形成水幕保護(hù)，亦提高了導(dǎo)氣管的壽命。為防止環(huán)形圓管扭曲變形，又設(shè)置了定位塊。也就是說(shuō)，本實(shí)用新型專利在延長(zhǎng)使用壽命、提高熱質(zhì)傳遞效率、均布洗滌冷卻水、保護(hù)導(dǎo)氣管方面是極為完善的，具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可滿足產(chǎn)業(yè)部門的要求。
權(quán)利要求1.一種射流型洗滌冷卻水均布器，其特征在于所說(shuō)的洗滌冷卻水均布器由環(huán)形圓管(2)、引水半圓環(huán)(6)、導(dǎo)氣管延伸段(8)、擋渣環(huán)(5)、進(jìn)水口(1)、定位塊(13)組成而成；所說(shuō)的引水半圓環(huán)(6)橫向截面與環(huán)形圓管(2)橫向截面圓心重合，引水半圓環(huán)(6)固接于導(dǎo)氣管延伸段(8)的內(nèi)側(cè)面上，引水半圓環(huán)(6)上下側(cè)開有一個(gè)以上的平衡孔(7)；所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)與導(dǎo)氣管(10)之間有一環(huán)形狹縫出水口(3)；所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)的壁上開有一排圓形射流孔(4)，其中心線與導(dǎo)氣管夾角為45°；所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)與洗滌冷卻水進(jìn)口(1)固接，洗滌冷卻水進(jìn)口(1)軸線與水平面成45°夾角；所說(shuō)的擋渣環(huán)(5)水平固接在環(huán)形圓管(2)內(nèi)側(cè)中心線處；所說(shuō)的環(huán)形圓管(2)通過(guò)連接板(9)與氣化爐底部相固接。
2.如權(quán)利要求1所述的均布器的特征在于多個(gè)進(jìn)水口(1)以及圓形射流孔(4)、環(huán)形狹縫(3)中的水速為1～5m/s。
3.如權(quán)利要求1所述的均布器的特征在于所說(shuō)的環(huán)形狹縫出水口(3)中設(shè)有4～16個(gè)定位塊。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種射流型洗滌冷卻水均布器，該分布器主要由環(huán)形圓管(2)、引水半圓環(huán)(6)、導(dǎo)氣管延伸段(8)、擋渣環(huán)(5)、進(jìn)水口(1)、定位塊(13)諸零件組合而成。通過(guò)該裝置的射流孔(4)可使氣流床氣化爐產(chǎn)生的高溫煤氣流適當(dāng)降溫，以延長(zhǎng)均布器與導(dǎo)氣管壽命，從而滿足產(chǎn)業(yè)部門的要求。
文檔編號(hào)C10K1/10GK2563158SQ0226670
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者于遵宏, 龔欣, 王亦飛, 代正華, 于廣鎖, 周志杰, 劉小軍, 劉海峰, 王輔臣 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)